1、37 2023.3 Forging&MetalformingFeatures专题 报道发动机连杆毛坯自动检测线的应用与改进 文/刘远扬白城中一精锻股份有限公司白城中一精锻股份有限公司是国内锻造行业中集科研、开发、生产、销售精密锻件为一体的技术密集型、知识密集型企业。自1993 年建厂以来，主要生产轻型小轿车发动机连杆毛坯等精密锻件，最初采用德国锻造生产工艺，以人工方式完成涡流检测到包装的工艺流程。近年来，随着公司生产规模日益扩大，客户对产品质量要求不断提高，高质量大批量生产成为必然要求。我司在2015 年自主研发建立了 4 条自动检测线后，于 2017年再次增加 3 条连杆毛坯自动检测线的同时
2、，对检测线应用也做了相应的改进。本文从“人工检测线与自动检测线工艺流程对比”“自动涡流检测、称重过程介绍”“自动检测线与人工检测线对比”及“自动检测线的改进与优势”几方面做介绍。人工检测线与自动检测线工艺流程对比图 1 所示为人工检测线工艺流程图，图 2 所示为2015 年自动检测线工艺流程图。通过对比可发现自动检测线和人工检测线主要有以下区别：自动检测线增加了产品识别检测和毛坯厚度检测两个检测项目，在挠度检测之前和涂油之后各增加一个产品识别检测，在挠度检测工序增加厚度检测项目；自动检测线调整了检测顺序，将挠度检测提到涡流检测之前，将重量检测提到探伤之前，而人工检测线这两个检测项目是在外观检测
3、工序完成；自动检测线在挠度检测、重量检测、磁化、防锈油喷淋、防锈油吹干几个工序实现自动化设备代替人工操作。自动涡流检测、称重过程介绍图3所示为涡流检测仪，图4所示为自动称重仪。涡流检测仪应用电磁原理(弱磁场)，对导电材料混料、硬度等进行无损检测，对操作人员及被测工件不会产生任何损害；自动称重仪核心部件是应变片传感器(应变片的工作原理是导体或半导体材料在外界力图 1 人工检测线工艺流程图图 2 2015 年自动检测线工艺流程图曲裾：一种续衽绕襟的服装，根据衣裾绕襟与否可分为直裾和曲裾。曲裾深衣在未发明袴的先秦至汉代较为流行，开始男女均可穿着，慢慢地，男子曲裾越来越少，曲裾作为女子衣装保留的时间相
4、对长一些。直到东汉末至魏晋，女子深衣式微，襦裙始兴。锻造与冲压 2023.338Features专题 报道工件进入进料输送轨道，工件与工件有一定间隔，由光电感应 PLC 控制输送带启停，进入气缸定位工位，输送带停止，进行横向位置校正，然后由伺服输送电机驱动输送带前进，工件进入涡流检测工位，由定位挡板挡住，输送带停止，气缸动作，进行横向定位，确保工件在此工位位置的一致性，然后触发涡流检测主机检测；涡流检测完成后，前挡板松开，工件前进，进入剔除工位的同时定位挡板落下，不合格件横向剔除，进入不合格品箱，若为合格工件，挡板抬起，工件进入称重进料输送带，之后进入动态重量检测输送带，再进入称重分选剔除输送
5、带，横向剔除气缸动作，实现超重、欠重件剔除，进入不合格品箱，合格件流入下序。自动检测线与人工检测线对比增加产品识别装置，避免混件现象发生。在自动检测线入口和涂油机出口处，各增加了一台照相机，排除人为因素影响，通过识别产品标识和特征形状，来区分产品的类型；人工检测线要靠人眼来识别，有些产品外形十分接近，只能通过产品标识区分，人眼容易疲劳，造成误判，出现混件现象。自动弯曲厚度检测代替人工检，排除漏检风险。自动检测线增加了弯曲厚度检测设备(图 5)，对连杆大头厚度进行 100%检测，自动剔除厚度不合格件，可防止以下两个问题的发生：厚度不足件流入客户，模锻后毛坯尺寸偏薄没有热压量或热压时能量过大，都将
6、导致毛坯厚度不足，会导致客户工件加工余量不足；锤前未热压件流入客户，热压工序在切边工序之后，风冷工序之前，人工摆件进行热压，有可能漏压，导致厚度过大件流入客户。自动称重仪代替人工摆件电子称称重。自动检测线采用自动称重仪，检测精度由原来的 0.5g 提高到现在的 0.1g，不满足工艺要求重量的工件会被自动分选出来，防止人工漏检情况发生。提升生产效率，降低劳动强度。自动检测线探伤工序磁化工位实现自动上料、自动磁化，每次可磁化 4 件，而人工线人工上料磁化设备(图 6)每次只图 3 涡流检测仪的作用下产生机械变形时，其电阻值相应的发生变化)，性能稳定，温度影响很小，精度高，寿命长。检测过程如下：图
7、4 自动称重仪图 5 弯曲厚度检测设备图 6 人工上料磁化设备39 2023.3 Forging&MetalformingFeatures专题 报道能磁化 1 件。自动线机器人上料磁化设备(图 7)保证磁化效果，提高生产效率，降低操作者劳动强度。实现喷淋涂油并吹干，提高涂油质量。自动检测线的防腐采用喷淋式涂油机，涂油后进行吹干，保证涂油均匀，油残留少，降低操作者劳动强度。人工线在浸油槽中涂油，连杆杆部存油多，转运箱箱底积油，污染客户现场的现象偶有发生。实现工件周转不落地，降低磕碰伤风险。人工检测线工序间采用叉车周转，自动检测线工序间流转通过传送带，工件周转不落地。自动检测线降低了操作者的劳动强
8、度，同时也降低了锻件中转过程的磕碰伤风险。保证装箱数量准确。自动检测线在蠕动输送线(图 8)控制系统里可以设置装箱数量，在工件满足设置数量时，蜂鸣器会报警提示。人工线在装箱工作台(图 9)人工计数，有时会有多件或少件的风险。自动检测线的改进与优势图 10 所示为 2017 年自动检测线设备组成图。图11 所示为 2017 年自动检测线工艺流程图，与图 2 所示 2015 年自动检测线相比主要有以下不同。减少了一道产品识别工序。2015 年自动检测线使用两台 30 万像素相机，满足 10m/min 的生产节拍流动检测需求，该相机本身像素较低，功能单一，图 7 机器人上料磁化设备 图 8 双导轨蠕
9、动输送线图 9 人工装箱工作台图 10 自动检测线设备组成图图 11 2017 年自动检测线工艺流程图连杆毛坯特征点处若有油污或者其他杂物易判定为不合格，出现误判现象。2017年自动检测线使用 200 万像素相机进行产品识别，可以实现 40m/min 的生产节拍流动检测，自身功能强大全面，可以准确识别工件的特征点，屏蔽外界干扰，锻造与冲压 2023.340Features专题 报道达到稳定检测的效果。为此，保留一个产品识别工序可满足检测需求，减少产线使用空间，降低设备成本。蠕动输送线由双蠕动导轨改进为存放工件有效长度 2 米的单条蠕动导轨。2015 年建双导轨蠕动输送线见图 8，导轨存放工件有
10、效长度 1.6 米，存放数量少，变换导轨横向工作位置时故障率高，停机时间长，维修费用高。2017 年建单条导轨蠕动输送线见图 12，解决了 2015 年蠕动输送线存在的问题，降低了整线故障率。2015 年涂油机见图 13，产出工件表面防锈油多，虽满足防腐要求，但防锈油用量大，污染转运箱，有时污染客户现场。主要原因是涂油输送链较短，吹工件表面油的时间短，吹干效果不理想。2017 年涂油机见图 14，总长度增加 2 米，涂油机增加油烟油雾净化器。涂油链加长 2 米，保证工件有效防腐，没有多余油残留。涂油机入口和出口为防止油烟油雾溢出，飘落到设备和地面上，污染现场环境，在涂油机入口和出口设收集罩，通
11、过管道与油烟油雾净化器连接，收集溢出的油烟油雾，经净化后，沉降的油滴流回油箱再利用，既节约油料又保证了现场环境。综上所述，自动检测线具备以下优势：关键工位由设备代替人工检测，降低漏检风险；增加产品识别装置，改进相机功能，避免混件发生；提高检测精度，更好地保证质量；提升生产效率，降低劳动强度；实现喷淋涂油并吹干，保证涂油均匀，没有多余油残留；实现产品全线周转不落地，降低磕碰伤风险；保证装箱数量准确；自动检测线探伤、装箱工序各设有一组计数装置，生产总数、每箱总数分别计数，数据可单独清零；外观检测、磁粉探伤工位预留返修工件上线接口，便于返工件检测；工件输送线具有防堵塞报警、停车功能，前段停车，后段正常工作；涂油机防溢出油雾的净化回收，传送带流转工件代替柴油叉车周转，改善了现场工作环境，保证员工健康。结束语未来，国内制造业将保持自动化高水平发展趋势，基于客户对连杆的机械性能、外观、关键尺寸越来越高的要求，加快具有多种检测功能的自动检测线应用，是现代企业实现高速、连续大批量生产的必然结果。随着公司市场份额的不断扩大，会向市场提供更加优质的发动机连杆精锻件产品，推进自动检测线的改进与应用进程，不仅会使企业获得更高生产效率，更是企业保持持续高质量发展的前提和途径。图 12 单导轨蠕动输送线图 13 2015 年涂油机图 14 2017 年涂油机